合金工具钢牌号表示方法是当w C＜1%时，则牌号前的数字表示平均碳质量分数的千分之几，但其平均w C＞1%时，碳的质量分数不标出。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。例如，9Mn2V钢表示碳的质量分数为0．90%，锰的质量分数为1．70%～2．0%，钒的质量分数小于1．5%。由于合金工具钢都属于高级优质钢，故不再在牌号后标出“A”字。合金工具钢按其用途不同，可分为以下几种：
①量具刃具钢
量具刃具钢主要用于制造各种形状较为复杂的低速切削工具（如丝锥、板牙、铰刀等）和精密量具，因此，要求具有高的硬度、耐磨性、红硬性及一定的韧性。
量具刃具钢的碳的质量分数较高（w C= 0．75%～1．50%），以保证获得高硬度及足够的碳化物，从而提高钢的耐磨性；主加元素Cr，Si，Mn等，可提高钢的淬透性，并可强化基体，提高强度。其中Si能提高钢的回火稳定性，附加元素W，V可形成碳化物，提高钢的耐磨性及红硬性。例如9SiCr是一种应用较广的低合金工具钢，在低铬工具钢的基础上加入1．2%～1．6%的硅，使材料具有更高的淬透性和回火稳定性，其热硬性可达250～300℃。
量具刃具钢锻造后需进行球化退火，目的是为了便于加工和为最终热处理做好组织上的准备，加工后的最终热处理为“淬火+低温回火”，组织为“回火马氏体+碳化物+残余奥氏体”，硬度为60 HRC以上，耐磨性好，能满足使用要求。
②热作模具钢
热作模具钢主要用于制作金属在热态下成型的模具，故要求有高硬度和高耐磨性，较好的强度和韧性，即使在400～600℃也要保持这些性能，故要求有很好的回火稳定性及良好的抗热疲劳损坏的能力。
热作模具钢分为热锻模钢（5CrNiMo，5CrMnMo）和热铸模钢（3Cr2W8V），热锻模钢w C= 0．5%～0．6%，热铸模钢w C= 0．3%。由于Mn在改善韧性方面比Ni差，故5CrNiMo适于制造中小型热锻模，5CrMnMo适于制造大型热锻模。
热作模具钢铸态碳化物分布不均匀，必须反复锻造。锻后应进行球化退火处理，以降低内应力、改善切削加工性能。最终热处理为“淬火+中温（高温）回火”，组织为回火托氏体（回火索氏体），以保证淬火后既有较高的硬度，又有较好的韧性。
③冷作模具钢
冷作模具钢主要用于制作金属在冷态下成型的模具，如冷冲模、冷镦模、冷挤压模、冷拉丝模和搓丝板等，故要求具有高的硬度及耐磨性，足够的强度和韧性，并要求热处理变形小。
冷作模具钢常用钢种为：碳素工具钢（T10A）和低合金的冷作模具钢（CrWMn，9Mn2V），高碳高铬模具钢（Cr12，Cr12MoV），高碳中铬模具钢（Cr5MoV）等。T10A，CrWMn，9Mn2V等都可以制造尺寸较小的轻载模具，Cr12，Cr12MoV用于制作截面尺寸大、形状复杂或要求精度、耐磨性高、热处理变形小的模具。而铁碳合金的冷挤压模具由于受力剧烈，对强度、硬度和耐磨性的要求更高，须采用高速钢制造。
④高速工具钢
高速工具钢是属于高合金钢，主要用来制作各种高速切削刃具，如齿轮铣刀、钻头、拉刀等，故要求具有高的硬度、耐磨性、淬透性和高的红硬性及一定的韧性。当切削温度高达500℃时，其硬度无明显下降。
高速工具钢的w C= 0．75%～1．60%，并含有10%以上的钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素及钴。高速钢的牌号也按合金工具钢的方法表示。但在高速钢号中，不论含碳量多少都不标注，例如高速钢典型牌号W18Cr4V，碳的质量分数w C= 0．70%～0．80%，钢号前不标数字。
高速工具钢铸态下碳化物分布不均匀，故必须反复进行锻造。锻后应进行退火处理以改善其切削加工性能。高速钢的优点只有在正确的淬火及回火后才能充分发挥出来，其淬火温度比一般合金工具钢要高得多（1 200～1 280℃），由于淬火后有较多的残余奥氏体，为了减少残余奥氏体量，要进行多次高温回火。故其最终热处理为“淬火+多次高温回火”，组织为“回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体”，硬度高达62 HRC以上。高速工具钢制成的钻头、车刀、铣刀、拉刀在切削温度高达500℃左右时，仍能保持一定的硬度和耐磨性。
高速工具钢常用的牌号有W18Cr4V，W18Cr4V2Co8，W6Mo5Cr4V2，W9Mo3Cr4V等。
典型碳素工具钢的合金工具钢的牌号、成分、热处理及用途见表1．5．7。
